noviembre 17, 2013

Historia de la Lógica Transcursiva (Capítulo 36)

Cuaderno II (páginas 213 a 218)

Un gesto adusto enmarca el rostro de mi 'estimado' colega; escaso en palabras (más de lo acostumbrado), me pide que comencemos con el tema que traigo para hoy. Habiendo obtenido un rotundo ¡NO!, como única respuesta a mi requisitoria sobre la posible existencia de algún problema en el que yo pudiera colaborar para solucionarlo, comienzo. He traído un resumen de un trabajo de William Calvin, el neurofisiólogo estadounidense creador del 'darvinismo neuronal'; cognitivista de la línea dura (de los que consideran, con respecto al cerebro, que la metáfora computacional es una verdad objetiva), y que ha publicado recientemente (2000), Lingua ex machina. La conciliación de las teorías de Darwin y Chomsky sobre el cerebro humano. Parece ser un personaje interesante.

El resumen en cuestión está sacado de su libro, 'El código cerebral. Pensando un pensamiento en los mosaicos de la mente', publicado en 1996. Calvin, en 1987 escribió: "el cerebro es una máquina darwiniana", tratando de establecer una clara analogía con la máquina de Turing, ese engendro teórico que explica el funcionamiento de una computadora genérica. Dice que el problema de la representación se soluciona copiando; está convencido de que, un 'concepto' en cada célula del cerebro, es algo imposible; más bien, la evidencia muestra que existen numerosas superposiciones. Una analogía tecnológica de esto - nos dice Calvin - es el holograma, pero él cree que es improbable que el cerebro pueda utilizar la 'información de fase' de alguna manera.

Propone el ejemplo más simple y familiar de un patrón de luces de una pizarra luminosa, como análogo a un 'conjunto de representación'; en donde, cada luz individual no dice nada, pero el conjunto, puede transmitir un mensaje. En los años '40 del siglo pasado, Donald Hebb definió un conjunto, al que llamó ensamble celular, como una unidad de percepción y por tanto de memoria. La retina se comporta de esta manera, y como veremos, el neocortex también tiene cierto 'aspecto digital'.

Una generalización menor del ensamble celular de Hebb, podrían ser los patrones móviles sobre la pizarra luminosa. Cuando se desplazan, los patrones en sí mismos, son independientes de cuáles 'células' son usadas para representarlos. No puedo pensar - continua Calvin - en ningún ejemplo equivalente, en el cerebro, de los patrones móviles del 'juego de la vida' de Conway, pero es bueno tener en mente 'patrones flotantes', libres de un autómata. A largo plazo, sin embargo, una patente de memoria no puede ser espacio-temporal. La memoria de largo plazo sobrevive a todo tipo de 'cortes' en la 'electricidad' cerebral, como en el estado de coma; también persiste a pesar de todo tipo de situaciones confusas como las que se presentan en las contusiones o en las convulsiones. El doble rastro representacional de Hebb, dice que es lo que diferencia la memoria de largo plazo y la memoria de trabajo, la cual tiene un patrón diferente de activación.

Nos es familiar la distribución de puntos 'activos' vs. puntos 'pasivos', por ejemplo, en los registros fonográficos, donde un patrón solo espacial, maneja la información en un 'registro rígido', que en ocasiones puede recrear patrones espacio-temporales, aunque siendo siempre idénticos al patrón que produjo el registro espacial. Una partitura musical solo permite un patrón espacial, que es convertido en un patrón espacio-temporal cuando se interpreta. Lo espacio-temporal sería algo así como las cadenas de luces parpadeantes del arbolito de navidad.

Para mí - nos dice Calvin - el problema es: ¿cuáles son los patrones espacio-temporales que representan los objetos mentales? Porque recordar es mucho más dificultoso que el mero reconocimiento. Necesitamos distinguir entre distintas representaciones de la misma cosa. Por tanto, debemos distinguir entre el simple ensamble hebbiano, el cual es suficiente para el reconocimiento, y uno más detallado que sería necesario para un recuerdo abstracto y complicado.

Según la visión de Calvin, la formulación de Hebb impuso una importante restricción a una posible explicación de la representación cerebral, ya que tendría que haber dado precisiones no solo sobre los patrones espaciales, sino también, sobre los espacio-temporales, sus intercambios, su extensión y redundancia, su naturaleza imperfecta (de allí sus errores tan característicos), y sobre las conexiones dentro de la memoria asociativa, incluyendo una aproximación de cómo, una distorsión de lo ya memorizado, es causada por las nuevas conexiones. No hay en la actualidad una tecnología que provea una analogía para pensar en el problema.

Hace apenas medio siglo - nos advierte Calvin - la genética molecular tuvo un problema similar, hasta que se descubrió el código genético. Observando la habilidad para copiar que tienen las moléculas, condujo a solucionar el rompecabezas de cómo se codificaban los genes. ¿Podría ser una especie de 'copia neural' la que solucione el rompecabezas del código cerebral?

Calvin propone que un patrón podría estar representado en distintas áreas cerebrales, y que su mecanismo de funcionamiento, podría ser una comunicación 'tipo fax' {¿?} entre grupos de células. La copia promueve la redundancia y además (y muy importante), explicaría el 'darwinismo'; similar a los 'memes' de R. Dawkins (1982) que son la menor unidad de copia.

Calvin dice que la reproducción involucra la copia de patrones, en ocasiones, con mínimos cambios o variaciones. La selección natural sola es insuficiente para explicar la evolución, que tampoco es solo copia. He identificado - agrega Calvin - seis aspectos fundamentales del creativo proceso darwiniano:
1) Deben estar involucrados patrones razonablemente complejos.
2) Los patrones deben ser copiados de alguna manera. Efectivamente, lo que es copiado sirve para definir el patrón.
3) Pueden producirse patrones variables, dados algunos cambios.
4) Un patrón y sus variantes, deben competir con otros, por la ocupación de un espacio de trabajo limitado.
5) La competencia es parcializada por un entorno multifacético, esto es la selección natural.
6) Hay una supervivencia sesgada por la madurez reproductiva (la selección ambiental es principalmente la causa de mortalidad juvenil), o una distribución orientada hacia aquellos adultos, quienes pueden aparearse con éxito (selección sexual); o sea, aparecen nuevas variantes, preferencialmente, alrededor de los patrones exitosos.

Clonando en la corteza cerebral: los neurofisiólogos distinguen entre las propiedades celulares y las propiedades del circuito; tal como los biólogos distinguen, entre genotipo y fenotipo. Algunos fenómenos son claramente dependientes del circuito, mientras que otros, involucran a las células, pero en su activación más que a sus componentes. Una nueva propiedad emergente desde una combinación particular; esto no es patrimonio de ninguna neurona en particular.

Un ejemplo clásico de una propiedad emergente es la 'inhibición lateral'. Gracias a la actividad local se constituye a un 'anillo de depresión' en neuronas próximas, mostrando 'bordes borrosos'. Algo similar ocurre en la vista, lo cual da lugar a ilusiones ópticas, además de los bordes borrosos de los objetos.


La figura es un esquema, en borrador, de la disposición de la corteza cerebral, según la muestra Calvin, en donde se puede apreciar la doble disposición que adopta: en capas horizontales (en número de 6) y en columnas. Viendo la corteza desde las capas superficiales es como ver un bosque desde un globo. En esta vista ortogonal, se aprecia cómo las 'ramas' (dendritas) se extienden hasta otros troncos (axones), lo mismo que las 'raíces' (terminaciones del alón). (según una visión poética del autor)

Si dos neuronas piramidales superficiales, separadas por 0,5 mm son interesadas por el mismo fenómeno de excitación, dadas entradas y umbrales similares, el tren de ondas que exhiben, puede ocasionalmente sincronizarse. Con una tendencia menor, una tercera célula, equidistante a 0,5 mm, puede entrar en excitación, formando un triángulo equilátero. Dado que esta tercera célula despliega un 'halo' de excitación, involucra una cuarta y esta a una quinta, que entran en sincronía. Es aparente que este mecanismo forma una matriz triangular de cierto tamaño; nodos de actividad sincronizada, separados cada uno, por 0,5 mm. Así, un potencial nodo está rodeado de nodos excitados sincrónicamente. Este anexado de matrices triangulares no es ilimitado, ya que las regiones con neuronas insuficientemente excitadas, constituyen una barrera para que el 'edificio' siga creciendo.

Seguramente la matriz triangular es efímera; perdura por segundos y luego se va. Cuando es desconectada por una inhibición suficiente (o reducción de la excitación), es como si un pizarrón fuera borrado. Sin embargo, algunos trazos quedan, como en el pizarrón, que retiene imágenes borrosas de lo escrito anteriormente. La excitación de las sinapsis retiene cierta carga (que puede durar varios minutos). Esto haría fácil 'recrear' la forma triangular activa, quizás no en toda su extensión, pero sí en parte. Se introdujo el principio de esta sincronía 'geométrica' que todas las matrices triangulares requieren, solo para intentar una explicación coherente de su funcionamiento, pero, por más que se investigue, no es posible encontrar estos patrones regulares en la realidad - aclara Calvin.

Surge un código comprimido:


Hemos remarcado la estabilidad de las matrices triangulares formadas por el area de excitación, aún durante varias perturbaciones. Suponemos que esta matriz triangular es excitada repetidamente y que un punto central, en esta matriz, trata de llevar a cabo cierta sincronización de sus vértices (figura). Habría 6 nodos vecinos que estarían enviando estímulos de entrada, para ser sincronizados en un tiempo estándar del ciclo, con el fin de hacer correcciones. Espacialmente, esta tendencia de formar un foco de sincronización central, en el área de excitación, es similar a la tendencia a la estandarización que ocurre en la formación de cristales, aunque asumimos, que debe haber corrección de errores.

Otra fuerza de estandarización podría ser la sincronización de las microcolumnas de asociación en la corteza. Estas cientos de células organizadas alrededor de un haz de dendritas, permite imaginarnos, que tanto las 'células' como los 'nodos' trabajan en forma similar a las microcolumnas. Esta tendencia a trabajar en grupos, permite eliminar los 'agujeros' que necesariamente se producirían en la matriz, si solo consideraríamos los puntos aislados. Cuando el valor (peso o nivel de excitación) de 6 minicolumnas se superponen en el mismo nodo, tendremos un punto que poseerá más entradas que otros, y esto ayuda a definir el nodo más precisamente. Es más, las células que implementan una inhibición en las capas superficiales de la neocorteza, las largas células estrelladas, tienen axones que viajan bastante lejos (excepto en las ratas). Luego, un área circular de 6 puntos de inhibición, puede también ayudar a definir un nodo por la vía de la sustracción.

¿Cuál es la relación entre el mosaico hexagonal y las matrices triangulares? Hay una potencial confusión, fundamentalmente porque tienen dimensiones similares (cada uno de los puntos están separados, aproximadamente, por 0,5 mm). El hexágono es la composición de varios triángulos. Dado que el hexágono es la más grande colección, sin redundancia, de datos para un grupo de triángulos, es la forma resumida de tratar con esos datos.

El resumen lo interrumpo aquí porque lo que sigue tiene un grado de especulación tan grande, que no aporta casi ningún dato de interés, como no sea el sugerir la existencia de ciertos 'comunes cerebrales' como patrones que se van formando a medida que percibimos el mundo circundante.

Con esto hemos terminado con esta propuesta, que ha despertado en parte, mi interés, aunque no tanto en mi 'estimado' colega, el que me pasa un 'gráfico' que se supone explica, por un lado lo que ha sacado en limpio de todos estos meses que venimos reuniéndonos, y por otro lado, la seria expresión en el rostro con la que me recibió esta mañana,  acompañado por - ¡no sé que poner! hice varios intentos pero no se me ocurrió nada más que eso (figura) - como respuesta al resumen que le pedí que hiciera, ante lo cual acabo de tomar la decisión (no comunicada) de no volver más a las reuniones.


[en este último relato del trabajo 'en conjunto' con mi 'estimado' colega, también hay sugerencias importantes que luego tendrán relevancia durante el desarrollo de la teoría, entre ellos, la visión esquemática (en capas y columnas) que se muestra de la corteza cerebral, y la disposición triangular y hexagonal sugerida para las áreas de sincronización, algo que coincide y muy bien, con lo ya sugerido por mí cuando propuse el psicocito. Dada la aparición de esto último en un libro de la especialidad, quedará en mi propuesta, como una estructura psíquica definitoria y definitiva]

¡Nos vemos mañana!